WO2018127975A1 - 油圧作動装置およびトルク伝達用連結具 - Google Patents

油圧作動装置およびトルク伝達用連結具 Download PDF

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木村 清
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株式会社オグラ
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Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic actuator that operates by hydraulic pressure, and a torque transmission connector for connecting a tool unit and a drive unit in such a hydraulic actuator.
  • a hydraulic actuator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-280011 includes a battery, a hydraulic pressure generating unit having an electric motor fed from the battery and a hydraulic pump driven by the electric motor, and is attachable to and detachable from the hydraulic pressure generating unit. And a head unit having a tip tool driven by pressure oil generated by the hydraulic pressure generating unit.
  • Various types of tools such as a cutter and a spreader are prepared as tip tools provided in the head unit, and a variety of operations can be handled by replacing the head unit.
  • the hydraulic pressure generating unit and the head unit separable, portability can be improved and the burden on workers on site can be reduced.
  • the conventional hydraulic actuator described above has a configuration in which the head unit is directly attached to the hydraulic pressure generating unit, so that it may not be used in a confined place. Further, when used in a place where a secondary disaster is likely to occur, an operator holding the grip of the hydraulic pressure generating unit may be at risk.
  • the present invention has been made in consideration of such points, and a hydraulic actuator that can be used in a narrow place or a place where a secondary disaster is likely to occur, and a torque used in such a hydraulic actuator.
  • An object is to provide a transmission connector.
  • the hydraulic actuator of the present invention includes a hydraulic pump that generates pressure oil by rotating a rotating member, a tool unit that includes a tool that operates with the pressure oil generated by the hydraulic pump, a drive unit that generates rotational torque, One end is detachably attached to the tool unit and the other end is detachably attached to the drive unit, and torque transmission for transmitting rotational torque generated by the drive unit to the rotating member of the tool unit. And a connecting tool.
  • the torque transmission connector has a flexible rod-shaped shaft and a cover that covers the shaft, and the drive is performed when the shaft rotates within the cover. Rotational torque generated by the unit is transmitted to the rotating member of the tool unit, and one end of the torque transmitting connector can be attached to and detached from the tool unit along the axial direction of the shaft.
  • a first attachment / detachment mechanism may be provided, and a second attachment / detachment mechanism that is attachable / detachable to / from the drive unit along the axial direction of the shaft may be provided at the other end of the torque transmission connector.
  • a first one-way clutch capable of receiving the other shaft end is provided at one of the shaft ends of the rotating member of the tool unit and the shaft of the torque transmission connector,
  • the first one-way clutch may include a spring-biased roller, ball or sprag that directly contacts the other shaft end when the other shaft end is received.
  • a first lock mechanism for fixing the torque transmission connector in the axial direction of the rotating member may be provided in the tool unit or the torque transmission connector.
  • the drive unit has a motor and a rotation shaft that is rotated by the motor, and is provided at one of the rotation shaft of the drive unit and the shaft end of the shaft of the torque transmission connector.
  • a second one-way clutch capable of receiving the other shaft end, and the second one-way clutch is provided with a spring that directly contacts the other shaft end when the other shaft end is received.
  • the drive unit and the drive unit for maintaining a state in which the other shaft end is received at either one of the rotation shaft of the drive unit and the shaft of the torque transmission connector.
  • a second lock mechanism for fixing the torque transmission connector in the axial direction of the rotating shaft may be provided in the drive unit or the torque transmission connector.
  • the material of the shaft in the torque transmission connector may be a metal.
  • the torque transmission connector includes a hydraulic pump that generates pressure oil by rotating a rotating member, a tool unit that includes a tool that operates with the pressure oil generated by the hydraulic pump, and a drive unit that generates rotational torque.
  • a connecting rod for torque transmission and a cover that covers the shaft, and a cover that covers the shaft, and the shaft is rotated within the cover by the drive unit. The generated rotational torque is transmitted to the rotating member of the tool unit.
  • a first attaching / detaching mechanism that can be attached to and detached from the tool unit along the axial direction of the shaft is provided at one end, and the drive unit is provided along the axial direction of the shaft.
  • the 2nd attachment / detachment mechanism which becomes attachable / detachable to the other end may be provided.
  • FIG. 3 is a side view showing a part of the state when the torque transmission coupler is removed from the tool unit and the drive unit in the hydraulic actuator shown in FIG. It is a side view which shows the detail of the structure of the tool unit in the hydraulic actuator shown in FIG.
  • FIG. 4 is a top view of the tool unit shown in FIG. 3. It is a side view which shows the detail of the structure of the drive unit in the hydraulic actuator shown in FIG. It is a sectional side view which shows the detail of a structure of the coupling tool for torque transmission in the hydraulic actuator shown in FIG.
  • FIG. 7 It is a sectional side view which shows the detail of the structure of the attachment part of the tool unit in the hydraulic actuator shown in FIG. 1, and the to-be-attached part of the torque transmission connector. It is a sectional side view which shows a state when the attaching part of the tool unit shown in FIG. 7 is attached to the to-be-attached part of the connector for torque transmission.
  • (A) and (b) are longitudinal sectional views of the attached portion of the torque transmitting connector shown in FIG. 7 as viewed from the arrows AA and BB, respectively.
  • It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the one-way clutch in the attachment part of the tool unit shown in FIG.
  • FIG. 1 is a side view showing a part of the state when the tool unit and the drive unit are connected by the torque transmission connector in the hydraulic actuator according to the present embodiment, in a sectional view.
  • 2 is a side view showing a part of the state in which the torque transmitting coupler is removed from the tool unit and the drive unit in the hydraulic actuator shown in FIG. 1 in a sectional view.
  • FIGS. 7 to 10 are diagrams showing details of the configuration of the mounting portion of the tool unit and the mounting portion of the torque transmission connector in the hydraulic actuator shown in FIG.
  • the hydraulic actuator according to the present embodiment is operated by a hydraulic pump 40 that generates pressure oil by rotating a rotating member 41 (described later) and the pressure oil generated by the hydraulic pump 40.
  • the torque transmission connector 70 can be detached from the tool unit 10 and the drive unit 60, respectively, as shown in FIG. Details of each component of such a hydraulic actuator will be described below.
  • the tool unit 10 is configured by integrating a hydraulic pump 40 and a tool 30 such as a spreader that is operated by pressure oil generated by the hydraulic pump 40.
  • the tool 30 has a pair of blades 32 that are opened and closed by pressure oil.
  • the tip of the closed blade 32 is inserted into a small gap in an object such as a door, and the blade 32 is opened in this state.
  • the gap can be increased. In this way, for example, it becomes possible to pry open the door that has closed the confined space for the rescuer and can no longer be opened by normal means.
  • the hydraulic actuator according to the present embodiment can be used for lifting heavy objects.
  • the object can be lifted by placing one blade 32 on a solid base and opening the blade 32 with the other blade 32 being in contact with the lower surface of the object to be lifted.
  • the tool of the tool unit in the hydraulic actuator according to the present embodiment is not limited to the spreader, and any tool other than the spreader can be used as the tool of the tool unit as long as it is operated by the pressure oil generated by the hydraulic pump (for example, A cutter for cutting a reinforcing bar or the like) may be used.
  • the tool 30 includes a base portion 31, a pair of blades 32 that are rotatable about a shaft 32a with respect to the base portion 31, and a pair of blades 32 that operate each blade 32. It has an operating member 34 and an attachment member 36 attached to a piston rod 38 described later.
  • a shaft 34a is provided at the distal end portion of each operating member 34, and each blade 32 is attached to the shaft 34a so as to rotate with respect to each operating member 34 about the shaft 34a.
  • a shaft 34b is provided at the base end portion of each actuating member 34, and each actuating member 34 rotates with respect to the mounting member 36 about the shaft 34b.
  • each operating member 34 is pushed leftward in FIG.
  • the actuating member 34 rotates relative to the attachment member 36 in a direction away from each other about the shaft 34b.
  • the blades 32 provided to rotate with respect to the operating members 34 about the shafts 34 a rotate in directions away from each other about the shafts 32 a by being pushed by the operating members 34. .
  • each blade 32 is opened from the state shown in FIG.
  • the piston rod 38 slides in the right direction in FIG. 3 in a state where each blade 32 is opened, and the mounting member 36 attached to the piston rod 38 moves in the right direction in FIG.
  • the member 34 is pulled in the right direction in FIG. 3 by the mounting member 36, the blades 32 rotate about the shaft 32a in a direction approaching each other.
  • each blade 32 is closed and the state shown in FIG. 3 is obtained.
  • the hydraulic pump 40 includes an oil chamber 49, an eccentric portion 42 attached to the tip of a rod-like rotating member 41 described later, and a piston 43 that moves up and down as the eccentric portion 42 rotates.
  • the eccentric portion 42 is eccentric with respect to the axis of the rotating member 41, and a bearing 42 a such as a needle roller bearing is attached to the outer peripheral surface of the eccentric portion 42.
  • the piston 43 is always pressed against the outer peripheral surface of the bearing 42a by a spring (not shown).
  • an oil passage 44 for sending pressure oil from the oil chamber 49 of the hydraulic pump 40 to the tool 30 and returning oil from the tool 30 to the oil chamber 49 is provided inside the tool unit 10.
  • the oil passage 44 has a first oil passage 44 a, a second oil passage 44 b, a third oil passage 44 c and a fourth oil passage 44 d, and the first oil passage 44 a and the second oil passage 44 b are the core of the switching valve 48. It is divided by the body 48a.
  • the first oil passage 44 a and the third oil passage 44 c communicate with each other, and the third oil passage 44 c and the fourth oil passage 44 d are also partitioned by the core body 48 a of the switching valve 48.
  • An oil passage is also formed inside the core body 48a of the switching valve 48.
  • the core body 48a When the core body 48a is in the position shown in FIG. 3, the oil passage formed inside the core body 48a The third oil passage 44c and the fourth oil passage 44d are communicated with each other.
  • the core body 48a of the switching valve 48 When the core body 48a of the switching valve 48 is in the position shown in FIG. 3, the first oil path 44a and the second oil path 44b are blocked by the core body 48a.
  • the first oil passage 44a and the second oil passage are formed by the oil passage formed inside the core body 48a.
  • the path 44b communicates. In this case, the third oil passage 44c and the fourth oil passage 44d are blocked by the core 48a of the switching valve 48.
  • a second oil chamber 46 is provided outside the piston rod 38, and the second oil chamber 46 communicates with the fourth oil passage 44d via the fifth oil passage 44e. is doing.
  • a return oil passage 44f for returning the oil from the tool 30 to the oil chamber 49 of the hydraulic pump 40 is provided.
  • the second oil passage 44b and the return oil passage 44f are partitioned by a core body 48a of the switching valve 48, and when the core body 48a is at a position as shown in FIG.
  • the second oil passage 44b and the return oil passage 44f communicate with each other through the oil passage formed inside.
  • the fourth oil passage 44d and the return oil passage 44f are also partitioned by the core body 48a of the switching valve 48, and when the operator rotates the switching valve 48 from the state shown in FIG. Is rotated by 90 °, the fourth oil passage 44d and the return oil passage 44f communicate with each other through the oil passage formed in the core 48a.
  • a first oil chamber 45 is provided inside the piston rod 38, and the first oil chamber 45 communicates with the second oil passage 44b. More specifically, a flange 47 is provided at the proximal end portion of the piston rod 38, and the pressure oil sent from the second oil passage 44 b to the tool 30 enters a region on the right side of the flange 47 and the piston rod 38.
  • the first oil chamber 45 provided inside is also entered. Therefore, after the core 48a of the switching valve 48 is rotated 90 ° from the state shown in FIG. 3, the hydraulic pump 40 is operated, and the region on the right side of the first oil chamber 45 and the flange 47 from the second oil passage 44b.
  • the second oil chamber 46 is provided outside the piston rod 38, and the second oil chamber 46 communicates with the fourth oil passage 44d via the fifth oil passage 44e. . Therefore, when the hydraulic pump 40 is operated when the core 48a of the switching valve 48 is in the position shown in FIG. 3, the third oil passage 44c, the fourth oil passage 44d, and the fifth oil passage 44e are sequentially passed through the first. 2
  • the flange 47 is pushed in the right direction in FIGS. 3 and 4, so that the piston rod 38 is also pushed in the right direction in FIGS. It becomes like this.
  • the pair of blades 32 in the tool 30 are closed. At this time, the return oil is returned from the first oil chamber 45 to the oil chamber 49 of the hydraulic pump 40 through the second oil passage 44b and the return oil passage 44f in order.
  • an attachment portion 50 for attaching one end of the torque transmission connector 70 is provided at the proximal end portion of the tool unit 10. Details of the configuration of the mounting portion 50 will be described later.
  • a motor 62 such as an electric motor is provided inside the drive unit 60, and a rotating shaft 62 a attached to the motor 62 is rotated by the motor 62.
  • the drive unit 60 is provided with a gripping portion 65 for an operator to grip with the hand, and the gripping portion 65 is a switch operated by the finger of the operator who holds the gripping portion 65 with the hand. 66 is formed.
  • a switch 66 functions as an operation unit for operating the motor 62.
  • a battery 64 made of a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery is provided at the lower end of the drive unit 60.
  • the battery 64 drives the motor. Power is supplied to 62.
  • an attached portion 69 to which the other end of the torque transmission connector 70 is attached is provided at the distal end portion of the drive unit 60. Details of the configuration of the attached portion 69 will be described later.
  • the torque transmission connector 70 includes a flexible rod-shaped shaft 74 and a protective cover 72 that covers the shaft 74.
  • the rod-shaped shaft 74 has a configuration in which, for example, a special hard steel wire is wound clockwise and counterclockwise in several layers alternately, and transmits rotational torque and has flexibility.
  • the rod-shaped shaft 74 is not limited to such a configuration, and may be composed of other metal materials such as stainless steel. Further, as the rod-shaped shaft 74, a material other than a metal material may be used.
  • a mounted portion 80 to which the mounting portion 50 provided at the base end portion of the tool unit 10 is detachably mounted is provided.
  • an attachment portion 90 is provided for detachably attaching to the attached portion 69 provided at the distal end portion of the drive unit 60. Details of the configurations of the mounted portion 80 and the mounting portion 90 will be described later.
  • FIG. 10 is a side sectional view showing details of the configuration of the mounting portion 50 of the tool unit 10 and the mounted portion 80 of the torque transmitting connector 70
  • FIG. 8 is the mounting of the tool unit 10 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a side sectional view showing a state when the portion 50 is attached to the attached portion 80 of the torque transmitting connector 70.
  • 9 (a) and 9 (b) are longitudinal sectional views of the attachment portion 80 of the torque transmitting connector 70 shown in FIGS. 7 and 8, respectively, as viewed in the direction of arrows AA and BB.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the one-way clutch 54 in the mounting portion 50 of the tool unit 10 shown in FIG.
  • a rotating member 81 is connected to the end of the rod-shaped shaft 74 in the attached portion 80 of the torque transmitting connector 70.
  • a plug 82 is attached. More specifically, as shown in FIG. 9B, an opening is provided in the base end portion of the attached portion 80, and the protective cover 72 is inserted into this opening. The protective cover 72 inserted into the opening of the attached portion 80 is fixed inside the opening of the attached portion 80 by a plurality of (for example, two) screws 88.
  • a hole is provided in the base end portion of the rotating member 81, and the tip of a rod-shaped shaft 74 is inserted into this hole.
  • the shaft 74 inserted into the hole of the rotating member 81 is fixed inside the hole of the rotating member 81 by a plurality of (for example, four) screws 81b.
  • a mounted portion 80 constitutes a first attachment / detachment mechanism that enables the torque transmission connector 70 to be attached to and detached from the tool unit 10 along the axial direction of the shaft 74.
  • a cylindrical insertion portion 52 into which the insertion portion 82 of the torque transmission connector 70 is inserted is attached to the tip portion 41 a of the rotating member 41 in the tool unit 10, and this insertion portion 52.
  • a one-way clutch 54 (first one-way clutch) is attached to the inside of the hole. As shown in FIG. 10, the one-way clutch 54 does not drop the needle 54 a when the plurality of needles (needle rollers) 54 a and the insertion portion 82 of the torque transmission connector 70 are not inserted into the one-way clutch 54.
  • a retainer 54b that holds the outer periphery 54c, an outer race 54c provided with a cam surface 54d corresponding to each needle 54a on its inner peripheral side, and each needle 54a that is an insertion portion 82 of the torque transmitting connector 70. And a spring 54e that is urged so as to maintain the state in contact with.
  • the outer race 54c is press-fitted into a hole provided in the inserted portion 52 of the tool unit 10, and the outer race 54c and the inserted portion 52 are not rotatable relative to each other.
  • the outer race 54c and the inserted portion 52 may not be relatively rotatable by a method other than press fitting.
  • the outer diameter of the insertion portion 82 of the torque transmitting connector 70 is such that each needle 54 a located closest to the center axis of the one-way clutch 54 when the insertion portion 82 is not inserted into the one-way clutch 54.
  • the tool unit 10 and the torque transmission connector 70 are maintained in order that the insertion portion 82 of the torque transmission connector 70 is received in the one-way clutch 54. Is fixed with respect to the axial direction of the rotating member 41.
  • a first locking mechanism will be described.
  • a first ring member 83 provided at a distance from the insertion portion 82 is disposed around the insertion portion 82.
  • a second ring member 84 is disposed around the first ring member 83.
  • a third ring member 85 is disposed around the second ring member 84.
  • the second ring member 84 is fixed to the attached portion 80 in a stationary manner, whereas the first ring member 83 and the third ring member 85 are each a rotating member 81 with respect to the second ring member 84. It is possible to slide along the axial direction.
  • the first ring member 83 is slidable along the axial direction of the rotating member 81 inside the second ring member 84.
  • the first ring member 83 is urged leftward in FIGS. 7 and 8 by a spring 83a.
  • a bolt 84a is attached to the second ring member 84, and the leftward displacement of the first ring member 83 in FIGS. 7 and 8 is limited by the tip portion of the bolt 84a.
  • the third ring member 85 is slidable along the axial direction of the rotating member 81 along the outer peripheral surface of the second ring member 84.
  • the third ring member 85 is urged leftward in FIGS. 7 and 8 by a spring 85a.
  • a stopper 84b is provided on the outer peripheral surface of the second ring member 84, and the displacement of the third ring member 85 in the left direction in FIGS. 7 and 8 is limited by the stopper 84b.
  • a flange 85 b for allowing the operator to slide the third ring member 85 is provided on the outer peripheral surface of the third ring member 85.
  • the second ring member 84 is formed with a plurality of holes (only one hole is shown in FIGS. 7 and 8) at intervals in the circumferential direction.
  • a pin 86 having an oval cross section is accommodated.
  • FIG. 8 shows a state after the connecting operation of the torque transmitting connector 70 to the tool unit 10 is completed. As shown in FIG. 8, the tool 86 and the torque transmission connector 70 are fixed with respect to the axial direction of the rotating member 41 by inserting the pin 86 into the recess 51 a.
  • FIG. 7 shows a state where the operator is applying a force to move the flange 85b of the third ring member 85 in the right direction in FIG.
  • the rotational phase of the insertion portion 82 it can be inserted into the one-way clutch 54 of the tool unit 10 as it is.
  • the power transmission between the rotating shafts must be done via a structure that prohibits the relative rotation of both the rotating shafts, such as the key and keyway, so that the rotation phase of both rotating shafts must be matched. It is.
  • the use of the one-way clutch 54 eliminates the need for rotational phase alignment. For this reason, the connection work of the torque transmission connector 70 to the tool unit 10 can be greatly simplified.
  • the one-way clutch 54 that can be used in the hydraulic actuator of the present embodiment is a type in which the needle 54a is in direct contact with the outer peripheral surface of the insertion portion 82 (that is, directly on the outer peripheral surface of the insertion portion 82). (B) the needle 54a is urged by the spring 54e and the needle 54a is inserted when the insertion part 82 is inserted into the one-way clutch 54. The contact between the needle 54a and the outer peripheral surface of the insertion portion 82 is not lost even when the needle 54a escapes due to the elastic force of the spring 54e. The following two conditions are satisfied.
  • the one-way clutch 54 has an inner race in contact with the insertion portion 82 with respect to the condition (a), a torque transmission coupling is formed between the insertion portion 82 and the inner race. Therefore, a key and key groove connection, a meshing connection, and the like must be formed. In this case, rotation between the insertion portion 82 of the torque transmitting connector 70 and the insertion portion 52 of the tool unit 10 is performed. It is necessary to perform phase alignment.
  • a one-way clutch using a ball may be used instead of the one-way clutch 54 having the needle 54a.
  • These one-way clutches also satisfy the above conditions (a) and (b) (in this case, the needle 54a in the above conditions (a) and (b) is read as a ball or a sprag).
  • a one-way clutch is attached to the shaft end of the rotating member 81 of the torque transmitting connector 70. It may be provided. In this case, a hole for attaching the one-way clutch is formed at the distal end portion of the rotating member 81 of the torque transmitting connector 70, and the shaft end of the rotating member 41 of the tool unit 10 is inserted into the one-way clutch. The insertion part comes to be provided.
  • the attachment portion 90 provided at the other end of the shaft 74 in the torque transmission connector 70 has substantially the same configuration as the attachment portion 50 of the tool unit 10.
  • the attached portion 69 provided in the drive unit 60 has substantially the same configuration as the attached portion 80 of the torque transmitting connector 70.
  • an insertion portion 68 is attached to the tip portion of the rotating shaft 62 a that is rotated by the motor 62. Yes.
  • a rotating member 91 is attached to the shaft 74, and the drive unit 60 is inserted into the distal end portion of the rotating member 91.
  • a cylindrical insertion portion 94 into which the portion 68 is inserted is attached.
  • a one-way clutch 96 (second one-way clutch) into which the insertion portion 68 of the drive unit 60 is inserted is attached to the inside of the hole provided in the insertion portion 94.
  • the configuration of the one-way clutch 96 is substantially the same as the configuration of the one-way clutch 54 shown in FIG.
  • such a mounting portion 90 constitutes a second attachment / detachment mechanism that enables the torque transmission connector 70 to be attached to and detached from the drive unit 60 along the axial direction of the shaft 74.
  • a second lock mechanism is provided for fixing the connection tool 70 with respect to the axial direction of the rotary shaft 62a.
  • the second lock mechanism has substantially the same configuration as the first lock mechanism.
  • the attaching portion 90 of the torque transmitting connector 70 is provided with a pushing member 92 having substantially the same configuration as the pushing member 51 provided on the attaching portion 50 of the tool unit 10.
  • the attached portion 69 of the drive unit 60 is provided with each ring member having substantially the same configuration as each of the ring members 83, 84, 85 provided on the attached portion 80 of the torque transmitting connector 70. Yes.
  • the drive unit 60 and the torque transmission connector 70 can be fixed in the axial direction of the rotary shaft 62a.
  • the one-way clutch 96 a one using a ball may be used instead of one having a needle. Further, in the present embodiment, it is not necessary to smoothly roll (idle) the rotating member 91 in the direction opposite to the rotation direction for driving the hydraulic pump 40, and therefore, a one-way clutch 96 using a sprag is used. You can also
  • a one-way clutch is provided at the shaft end of the rotating shaft 62a of the drive unit 60. It may be provided. In this case, a hole for attaching the one-way clutch is formed at the distal end portion of the rotation shaft 62a of the drive unit 60, and an insertion portion to be inserted into the one-way clutch at the shaft end of the rotating member 91 of the torque transmitting connector 70. Will be provided.
  • the mounting portion 90 of the torque transmission connector 70 has substantially the same configuration as the mounting portion 50 of the tool unit 10, and the drive unit Since the attached portion 69 of 60 has substantially the same configuration as the attached portion 80 of the torque transmission connector 70, the attachment portion 50 of the tool unit 10 can be connected to the drive unit without using the torque transmission connector 70. It becomes possible to attach directly to the 60 attached portions 69. That is, the hydraulic actuator can be used in a state where the tool unit 10 and the drive unit 60 are directly connected.
  • an operator who intends to use the hydraulic actuator according to the present embodiment places these units on the site such as rescue while the tool unit 10, the drive unit 60, and the torque transmission connector 70 are separated from each other. Carry. Then, the operator first inserts the tip of each blade 32 of the tool 30 in the tool unit 10 into a small gap in an object such as a door. Next, the operator inserts the insertion portion 82 in the attachment portion 80 of the torque transmission connector 70 into the one-way clutch 54 provided in the insertion portion 52 in the attachment portion 50 of the tool unit 10. As a result, as shown in FIG. 8, the attachment portion 50 of the tool unit 10 is attached to the attachment portion 80 of the torque transmission connector 70.
  • the operator inserts the insertion portion 68 in the attachment portion 69 of the drive unit 60 into the one-way clutch 96 provided in the insertion portion 94 in the attachment portion 90 of the torque transmission connector 70.
  • the attaching portion 90 of the torque transmitting connector 70 is attached to the attached portion 69 of the drive unit 60.
  • the state is switched from the state of the core body 48a as shown in FIGS.
  • the valve 48 is rotated 90 °.
  • the motor 62 is activated, and the motor 62 rotates the rotating shaft 62a.
  • the insertion portion 68 attached to the distal end portion of the rotation shaft 62a of the drive unit 60 is received in the one-way clutch 96 of the torque transmission connector 70, torque is generated when the rotation shaft 62a of the drive unit 60 rotates.
  • the rod-shaped shaft 74 and the rotating members 81 and 91 of the transmission connector 70 also rotate in the same direction. Furthermore, since the insertion part 82 attached to the front-end
  • the rotating member 41 of the tool unit 10 also rotates in the same direction.
  • the eccentric portion 42 and the bearing 42a attached to the tip of the rotating member 41 are eccentrically rotated with respect to the axis of the rotating member 41, so that the piston 43 moves up and down.
  • Pressure oil is sent from the chamber 49 toward the first oil chamber 45, and the tool 30 is activated. Specifically, when the piston rod 38 is pushed leftward in FIGS. 3 and 4, the pair of blades 32 are opened.
  • the operator When the use of the hydraulic actuator according to the present embodiment is completed at a site such as a rescue, the operator returns the core body 48a to the state shown in FIGS. 1 to 3 by rotating the switching valve 48 by 90 °. Thereafter, when the operator grips the grip portion 65 of the drive unit 60 and operates the switch 66 with the operator's finger, the motor 62 is activated, and the rotating member 41 of the tool unit 10 also rotates. . When the rotating member 41 rotates in this way, the eccentric portion 42 and the bearing 42a move eccentrically with respect to the axis of the rotating member 41, whereby the piston 43 moves up and down, and moves from the oil chamber 49 toward the second oil chamber 46. Pressure oil is sent. As a result, the piston rod 38 is pushed rightward in FIGS.
  • one end of the torque transmitting connector 70 is detachable from the tool unit 10 and the other end is detachable from the drive unit 60.
  • the rotational torque generated by the drive unit 60 is transmitted to the rotating member 41 of the tool unit 10.
  • the torque transmission connector 70 has a flexible rod-shaped shaft 74 and a protective cover 72 that covers the shaft 74, and is generated by the drive unit 60 when the shaft 74 rotates within the protective cover 72. The rotating torque thus transmitted is transmitted to the rotating member 41 of the tool unit 10.
  • the hydraulic actuator according to the present embodiment is narrow. It can be used in places and places where secondary disasters are likely to occur.
  • hydraulic actuator according to the present invention is not limited to the above-described mode, and various changes can be made.
  • the pump provided in the tool unit 10 is not limited to the illustrated one. Although the pump cannot be reversed when the one-way clutches 54 and 96 are used, any type of pump configured to send out the pressure oil by rotationally driving a certain component of the pump is used as the tool unit 10. Can be incorporated into
  • connection between the tool unit 10 and the torque transmission connector 70 and the connection between the torque transmission connector 70 and the drive unit 60 are performed by inserting the insertion portion provided in one unit or the like into the other unit. It is not limited to the structure which inserts in the one-way clutch provided.
  • any method other than the method using the one-way clutch can be used. .

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Abstract

油圧作動装置は、油圧ポンプ(40)により発生した圧油により作動する工具を有する工具ユニット(10)と、回転トルクを発生させる駆動ユニット(60)と、一端が工具ユニット(10)に着脱自在となっているとともに他端が駆動ユニット(60)に着脱自在となっており、駆動ユニット(60)により発生した回転トルクを工具ユニット(10)の回転部材(41)に伝達するためのトルク伝達用連結具(70)とを備えている。

Description

油圧作動装置およびトルク伝達用連結具
 本発明は、油圧により作動する油圧作動装置、およびこのような油圧作動装置における工具ユニットと駆動ユニットとを連結するためのトルク伝達用連結具に関する。
 従来から、レスキューの用途に可搬型の油圧作動装置を利用することが行われており、その一例が日本国公開特許公報の特開2010-280011号公報に記載されている。特開2010-280011号公報に記載された油圧作動装置は、バッテリー、このバッテリーから給電される電動モータおよびこの電動モータにより駆動される油圧ポンプを有する油圧発生ユニットと、油圧発生ユニットに着脱可能であり、当該油圧発生ユニットにより発生する圧油により駆動される先端工具を有するヘッドユニットとから構成されている。ヘッドユニットに設けられる先端工具として、カッター、スプレッダーなどの様々な種類のものが用意されており、ヘッドユニットを交換することにより多種多様な作業に対応することができる。また、油圧発生ユニットとヘッドユニットとを分離可能とすることにより、可搬性を向上させ、現場での作業員の負荷を軽減することができる。
 上述した従来の油圧作動装置では、油圧発生ユニットにヘッドユニットが直接取り付けられるような構成となっているため、狭隘な場所では使用することができないおそれがあった。また、二次災害が起こりそうな場所で使用する場合には油圧発生ユニットのグリップを把持する作業者が危険にさらされるおそれがあった。
 本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所で使用することができる油圧作動装置およびこのような油圧作動装置で用いられるトルク伝達用連結具を提供することを目的とする。
 本発明の油圧作動装置は、回転部材を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプおよび前記油圧ポンプにより発生した圧油により作動する工具を有する工具ユニットと、回転トルクを発生させる駆動ユニットと、一端が前記工具ユニットに着脱自在となっているとともに他端が前記駆動ユニットに着脱自在となっており、前記駆動ユニットにより発生した回転トルクを前記工具ユニットの前記回転部材に伝達するためのトルク伝達用連結具と、を備えたことを特徴とする。
 本発明の油圧作動装置においては、前記トルク伝達用連結具は、可撓性を有する棒状のシャフトおよび前記シャフトを覆うカバーを有しており、前記シャフトが前記カバー内で回転することによって前記駆動ユニットにより発生した回転トルクが前記工具ユニットの前記回転部材に伝達されるようになっており、前記トルク伝達用連結具の一端には前記シャフトの軸線方向に沿って前記工具ユニットに着脱可能となる第1着脱機構が設けられており、前記トルク伝達用連結具の他端には前記シャフトの軸線方向に沿って前記駆動ユニットに着脱可能となる第2着脱機構が設けられていてもよい。
 この場合、前記工具ユニットの前記回転部材および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に、他方の軸端を受け入れることができる第1ワンウェイクラッチが設けられており、前記第1ワンウェイクラッチは、前記他方の軸端が受け入れられたときに、前記他方の軸端と直接接触するばね付勢されたローラ、ボールまたはスプラグを有していてもよい。
 また、前記工具ユニットの前記回転部材および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に他方の軸端が受け入れられている状態を維持するための、前記工具ユニットと前記トルク伝達用連結具とを前記回転部材の軸線方向に固定する第1ロック機構が前記工具ユニットまたは前記トルク伝達用連結具に設けられていてもよい。
 また、前記駆動ユニットは、モータおよび前記モータによって回転させられる回転軸を有しており、前記駆動ユニットの前記回転軸および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に、他方の軸端を受け入れることができる第2ワンウェイクラッチが設けられており、前記第2ワンウェイクラッチは、前記他方の軸端が受け入れられたときに、前記他方の軸端と直接接触するばね付勢されたローラ、ボールまたはスプラグを有していてもよい。
 また、前記駆動ユニットの前記回転軸および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に他方の軸端が受け入れられている状態を維持するための、前記駆動ユニットと前記トルク伝達用連結具とを前記回転軸の軸線方向に固定する第2ロック機構が前記駆動ユニットまたは前記トルク伝達用連結具に設けられていてもよい。
 また、前記トルク伝達用連結具における前記シャフトの材料は金属であってもよい。
 本発明のトルク伝達用連結具は、回転部材を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプおよび前記油圧ポンプにより発生した圧油により作動する工具を有する工具ユニットと、回転トルクを発生させる駆動ユニットとを連結するためのトルク伝達用連結具であって、可撓性を有する棒状のシャフトと、前記シャフトを覆うカバーと、を備え、前記シャフトが前記カバー内で回転することによって前記駆動ユニットにより発生した回転トルクが前記工具ユニットの前記回転部材に伝達されるようになっていることを特徴とする。
 本発明のトルク伝達用連結具においては、前記シャフトの軸線方向に沿って前記工具ユニットに着脱可能となる第1着脱機構が一端に設けられており、前記シャフトの軸線方向に沿って前記駆動ユニットに着脱可能となる第2着脱機構が他端に設けられていてもよい。
本発明の実施の形態による油圧作動装置においてトルク伝達用連結具によって工具ユニットと駆動ユニットとが連結されているときの状態を、その一部を断面図で示す側面図である。 図1に示す油圧作動装置においてトルク伝達用連結具が工具ユニットおよび駆動ユニットからそれぞれ取り外されているときの状態を、その一部を断面図で示す側面図である。 図1に示す油圧作動装置における工具ユニットの構成の詳細を、その一部を断面図で示す側面図である。 図3に示す工具ユニットの上面図である。 図1に示す油圧作動装置における駆動ユニットの構成の詳細を、その一部を断面図で示す側面図である。 図1に示す油圧作動装置におけるトルク伝達用連結具の構成の詳細を示す側断面図である。 図1に示す油圧作動装置における工具ユニットの取付部およびトルク伝達用連結具の被取付部の構成の詳細を示す側断面図である。 図7に示す工具ユニットの取付部がトルク伝達用連結具の被取付部に取り付けられたときの状態を示す側断面図である。 (a)(b)は、それぞれ、図7に示すトルク伝達用連結具の被取付部のA-Aライン矢視およびB-Bライン矢視による縦断面図である。 図7に示す工具ユニットの取付部におけるワンウェイクラッチの構成を示す縦断面図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態による油圧作動装置は、レスキュー等の用途に使用されるものであり、スプレッダー等の先端工具により鉄筋等の対象物を切断したり扉等の対象物をこじ開けたりすることができるものである。図1乃至図10は、本実施の形態による油圧作動装置を示す図である。このうち、図1は、本実施の形態による油圧作動装置においてトルク伝達用連結具によって工具ユニットと駆動ユニットとが連結されているときの状態を、その一部を断面図で示す側面図であり、図2は、図1に示す油圧作動装置においてトルク伝達用連結具が工具ユニットおよび駆動ユニットからそれぞれ取り外されているときの状態を、その一部を断面図で示す側面図である。また、図3および図4は、それぞれ、図1に示す油圧作動装置における工具ユニットの構成の詳細を、その一部を断面図で示す側面図および上面図である。また、図5は、図1に示す油圧作動装置における駆動ユニットの構成の詳細を、その一部を断面図で示す側面図であり、図6は、図1に示す油圧作動装置におけるトルク伝達用連結具の構成の詳細を示す側断面図である。また、図7乃至図10は、図1に示す油圧作動装置における工具ユニットの取付部およびトルク伝達用連結具の被取付部の構成の詳細を示す図である。
 図1および図2に示すように、本実施の形態による油圧作動装置は、回転部材41(後述)を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプ40および油圧ポンプ40により発生した圧油により作動する工具30を有する工具ユニット10と、モータ62を有する駆動ユニット60と、一端が工具ユニット10に着脱自在となっているとともに他端が駆動ユニット60に着脱自在となっているトルク伝達用連結具70とを備えており、トルク伝達用連結具70によって、駆動ユニット60のモータ62により発生した回転トルクが工具ユニット10の回転部材41に伝達されるようになっている。また、本実施の形態による油圧作動装置では、図2に示すように、トルク伝達用連結具70を工具ユニット10および駆動ユニット60からそれぞれ取り外すことができるようになっている。このような油圧作動装置の各構成部材の詳細について以下に説明する。
 まず、工具ユニット10の構成の詳細について図3および図4を用いて説明する。図3に示すように、工具ユニット10は、油圧ポンプ40と、当該油圧ポンプ40により発生した圧油により動作するスプレッダー等の工具30とを一体化して構成されるものである。工具30は、圧油により開閉する一対のブレード32を有しており、閉じたブレード32の先端部を扉等の対象物の小さな隙間に挿入し、この状態でブレード32を開くことにより、当該隙間を大きくすることができるようになっている。このようにして、例えば、要救助者が閉じこめられた空間を塞いでいて、通常の手段ではもはや開くことができなくなってしまった扉をこじ開けることができるようになる。また、狭い隙間を工具30のブレード32により油圧で強制的に広げることができるので、重量物を持ち上げる用途にも本実施の形態の油圧作動装置を使用することが可能である。例えば、一方のブレード32を堅固な土台の上に置き、他方のブレード32を持ち上げようとする物の下面に当てた状態でブレード32を開くことにより、当該物を持ち上げることができる。なお、本実施の形態の油圧作動装置における工具ユニットの工具はスプレッダーに限定されることはなく、油圧ポンプにより発生した圧油により作動するものであれば工具ユニットの工具としてスプレッダー以外のもの(例えば、鉄筋等を切断するためのカッター等)が用いられてもよい。
 図3等に示すように、工具30は、ベース部31と、各々がベース部31に対して軸32aを中心として回転自在となっている一対のブレード32と、各ブレード32を作動させる一対の作動部材34と、後述するピストンロッド38に取り付けられた取付部材36とを有しておいる。各作動部材34の先端部分には軸34aが設けられており、各ブレード32は軸34aを中心として各作動部材34に対して回転するよう当該軸34aに取り付けられている。また、各作動部材34の基端部分には軸34bが設けられており、各作動部材34は軸34bを中心として取付部材36に対して回転するようになっている。そして、図3に示す状態からピストンロッド38によって取付部材36が図3における左方向に押動されると、各作動部材34が取付部材36によって図3における左方向に押動されることによりこれらの作動部材34は取付部材36に対して軸34bを中心として互いに離間する方向に回転する。このことにより、軸34aを中心として各作動部材34に対して回転するよう設けられた各ブレード32は、各作動部材34によって押動されることにより軸32aを中心として互いに離間する方向に回転する。このようにして各ブレード32が図3に示す状態から開かれるようになる。一方、各ブレード32が開かれている状態でピストンロッド38が図3における右方向に摺動し、このピストンロッド38に取り付けられている取付部材36が図3における右方向に移動すると、各作動部材34が取付部材36により図3における右方向に引っ張られることにより各ブレード32は互いに近づく方向に軸32aを中心として回転する。このことにより、各ブレード32が閉じられて図3に示すような状態になる。
 図3等に示すように、油圧ポンプ40は、油室49と、後述する棒状の回転部材41の先端に取り付けられた偏心部42と、偏心部42が回転することにより上下運動するピストン43とを有している。ここで、偏心部42は、回転部材41の軸線に対して偏心しており、当該偏心部42の外周面にはニードルローラベアリング等のベアリング42aが取り付けられている。また、ピストン43は、図示しないバネによってベアリング42aの外周面に向けて常時押し付けられている。このため、回転部材41が回転すると偏心部42およびベアリング42aが回転部材41の軸線に対して偏心回転運動することによりピストン43が上下運動し、油室49から工具30に向かって圧油が送られ、当該工具30が作動するようになる。
 また、図3等に示すように、油圧ポンプ40の油室49から工具30に圧油を送ったり工具30から油室49に戻り油を戻したりするための油路44が工具ユニット10の内部に設けられている。油路44は第1油路44a、第2油路44b、第3油路44cおよび第4油路44dを有しており、第1油路44aおよび第2油路44bは切換バルブ48の芯体48aにより区画されるようになっている。また、第1油路44aおよび第3油路44cは互いに連通しているとともに、第3油路44cおよび第4油路44dも切換バルブ48の芯体48aにより区画されるようになっている。また、切換バルブ48の芯体48aの内部にも油路が形成されており、当該芯体48aが図3に示すような位置にあるときには芯体48aの内部に形成されている油路によって第3油路44cおよび第4油路44dが連通するようになる。なお、切換バルブ48の芯体48aが図3に示すような位置にあるときには当該芯体48aによって第1油路44aおよび第2油路44bが遮断される。一方、図3に示す状態から作業者が切換バルブ48を回転させることによって芯体48aが90°回転すると、芯体48aの内部に形成されている油路によって第1油路44aおよび第2油路44bが連通するようになる。なお、この場合には切換バルブ48の芯体48aによって第3油路44cおよび第4油路44dが遮断される。
 また、図3等に示すように、ピストンロッド38の外側には第2油室46が設けられており、この第2油室46は第5油路44eを介して第4油路44dに連通している。
 また、図3等に示すように、工具30から油圧ポンプ40の油室49に戻り油を戻すための戻り油路44fが設けられている。ここで、第2油路44bおよび戻り油路44fは切換バルブ48の芯体48aにより区画されるようになっており、当該芯体48aが図3に示すような位置にあるときには芯体48aの内部に形成されている油路によって第2油路44bおよび戻り油路44fが連通するようになる。また、第4油路44dおよび戻り油路44fも切換バルブ48の芯体48aにより区画されるようになっており、図3に示す状態から作業者が切換バルブ48を回転させることによって芯体48aが90°回転すると、芯体48aの内部に形成されている油路によって第4油路44dおよび戻り油路44fが連通するようになる。
 図3に示すように、ピストンロッド38の内部には第1油室45が設けられており、この第1油室45は第2油路44bに連通している。より詳細には、ピストンロッド38の基端部分にはフランジ47が設けられており、第2油路44bから工具30に送られた圧油はフランジ47よりも右側の領域に入るとともにピストンロッド38の内部に設けられている第1油室45にも入るようになっている。このため、図3に示す状態から切換バルブ48の芯体48aが90°回転させられた後に油圧ポンプ40が作動し、第2油路44bから第1油室45やフランジ47よりも右側の領域に圧油が送られるとフランジ47やピストンロッド38が図3や図4における左方向に押動されるようになっている。このようにしてピストンロッド38が図3や図4における左方向に押動されると、工具30における一対のブレード32が開くようになる。なお、この際に、第2油室46から第5油路44e、第4油路44dおよび戻り油路44fを順に経て戻り油が油圧ポンプ40の油室49に戻されるようになる。
 また、上述したように、ピストンロッド38の外側には第2油室46が設けられており、この第2油室46は第5油路44eを介して第4油路44dに連通している。このため、切換バルブ48の芯体48aが図3に示すような位置にあるときに油圧ポンプ40が作動すると、第3油路44c、第4油路44dおよび第5油路44eを順に経て第2油室46に圧油が送られることによりフランジ47が図3や図4における右方向に押動され、よってピストンロッド38もピストンロッド38が図3や図4における右方向に押動されるようになる。このようにしてピストンロッド38が図3や図4における右方向に押動されると、工具30における一対のブレード32が閉じるようになる。なお、この際に、第1油室45から第2油路44bおよび戻り油路44fを順に経て戻り油が油圧ポンプ40の油室49に戻されるようになる。
 また、工具ユニット10の基端部分には、トルク伝達用連結具70の一端を取り付けるための取付部50が設けられている。このような取付部50の構成の詳細については後述する。
 次に、駆動ユニット60の構成の詳細について図5を用いて説明する。図5に示すように、駆動ユニット60の内部には電動モータ等のモータ62が設けられており、当該モータ62によりこのモータ62に取り付けられた回転軸62aが回転させられるようになっている。また、駆動ユニット60には作業者が手で把持するための把持部65が設けられており、この把持部65には、当該把持部65を手で握った作業者の指により操作されるスイッチ66が形成されている。このようなスイッチ66は、モータ62を作動させるための操作部として機能するようになっている。また、駆動ユニット60の下側端部には、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の二次電池からなるバッテリー64が設けられており、作業者によりスイッチ66が操作されると、バッテリー64からモータ62に電力が供給されるようになっている。また、駆動ユニット60の先端部分には、トルク伝達用連結具70の他端が取り付けられる被取付部69が設けられている。このような被取付部69の構成の詳細については後述する。
 次に、トルク伝達用連結具70の構成の詳細について図6を用いて説明する。図6に示すように、トルク伝達用連結具70は、可撓性を有する棒状のシャフト74と、シャフト74を覆う保護カバー72とを有している。ここで、棒状のシャフト74は、例えば特殊硬鋼線を右巻、左巻交互に数層巻いた構成のものであり、回転トルクを伝達するとともに可撓性を有するものとなっている。なお、棒状のシャフト74はこのような構成のものに限定されることはなく、ステンレス等の他の金属材料から構成されていてもよい。また、棒状のシャフト74として、金属材料以外の材料のものが用いられてもよい。また、トルク伝達用連結具70における保護カバー72の一端には、工具ユニット10の基端部分に設けられた取付部50が着脱自在に取り付けられる被取付部80が設けられている。また、保護カバー72の他端には、駆動ユニット60の先端部分に設けられた被取付部69に着脱自在に取り付けるための取付部90が設けられている。これらの被取付部80および取付部90の構成の詳細については後述する。
 次に、工具ユニット10の取付部50およびトルク伝達用連結具70の被取付部80の構成の詳細について図7乃至図10を用いて説明する。なお、図7は、工具ユニット10の取付部50およびトルク伝達用連結具70の被取付部80の構成の詳細を示す側断面図であり、図8は、図7に示す工具ユニット10の取付部50がトルク伝達用連結具70の被取付部80に取り付けられたときの状態を示す側断面図である。また、図9(a)(b)は、それぞれ、図7および図8に示すトルク伝達用連結具70の被取付部80のA-Aライン矢視およびB-Bライン矢視による縦断面図であり、図10は、図7に示す工具ユニット10の取付部50におけるワンウェイクラッチ54の構成を示す縦断面図である。
 図7および図8に示すように、トルク伝達用連結具70の被取付部80において、棒状のシャフト74の端部には回転部材81が接続されており、この回転部材81の先端部分81aには差込部82が取り付けられている。より詳細には、図9(b)に示すように、被取付部80の基端部分には開口が設けられており、この開口に保護カバー72が挿入されるようになっている。また、被取付部80の開口に挿入された保護カバー72は複数(例えば、2つ)のネジ88により被取付部80の開口の内部で固定されるようになっている。また、図9(a)に示すように、回転部材81の基端部分には孔が設けられており、この孔に棒状のシャフト74の先端が挿入されるようになっている。また、回転部材81の孔に挿入されたシャフト74は複数(例えば、4つ)のネジ81bにより回転部材81の孔の内部で固定されるようになっている。本実施の形態では、このような被取付部80により、シャフト74の軸線方向に沿ってトルク伝達用連結具70が工具ユニット10に着脱可能となる第1着脱機構が構成されている。
 また、工具ユニット10における回転部材41の先端部分41aには、トルク伝達用連結具70の差込部82が差し込まれる円筒形の被差込部52が取り付けられており、この被差込部52に設けられた孔の内部にはワンウェイクラッチ54(第1ワンウェイクラッチ)が取り付けられている。図10に示すように、ワンウェイクラッチ54は、複数のニードル(ニードルローラ)54aと、トルク伝達用連結具70の差込部82がワンウェイクラッチ54内に挿入されていないときにニードル54aを脱落しないように保持する保持器(リテーナ)54bと、各ニードル54aに対応するカム面54dがその内周側に設けられた外レース54cと、各ニードル54aがトルク伝達用連結具70の差込部82と接触した状態を維持するように付勢するバネ54eとを有している。
 外レース54cは、工具ユニット10の被差込部52に設けられた孔に圧入され、外レース54cと被差込部52とは相対回転不能となっている。なお、外レース54cと被差込部52とを圧入以外の方法により相対回転不能としてもよい。また、トルク伝達用連結具70の差込部82の外径は、当該差込部82がワンウェイクラッチ54内に差し込まれていないときのワンウェイクラッチ54の中心軸線から最も近くに位置する各ニードル54aの周面上のポイントPを通る円の直径よりわずかに大きいことが好ましい。ワンウェイクラッチ54にトルク伝達用連結具70の差込部82を差し込もうとすると、ニードル54aがバネ54eの力に逆らい図10の時計回りの方向に変位するので、トルク伝達用連結具70の差込部82をワンウェイクラッチ54内に差し込むことができるようになる。
 図10において、トルク伝達用連結具70の差込部82が反時計回りの方向に回転すると、ニードル54aがロック位置(具体的には、図10に示す位置よりも反時計回りの方向に変位した位置)に移動し、これにより差込部82とワンウェイクラッチ54の外レース54cとの間の相対回転が不可能となる(ロック状態)。この場合には、トルク伝達用連結具70のシャフト74や回転部材81の回転トルクはニードル54aおよび外レース54cを介して工具ユニット10の被差込部52や回転部材41にそのまま伝達される。これにより油圧ポンプ40が動作し、工具30における各ブレード32が開閉するようになる。
 一方、図10において、トルク伝達用連結具70の差込部82が反時計回りの方向に回転しなくなれば、ワンウェイクラッチ54のロック状態が解除されるとともに、差込部82をワンウェイクラッチ54から容易に引き抜くことができるようになる。
 また、本実施の形態の油圧作動装置には、トルク伝達用連結具70の差込部82がワンウェイクラッチ54内に受け入れられた状態を維持するために、工具ユニット10とトルク伝達用連結具70とを回転部材41の軸線方向に関して固定する第1ロック機構が設けられている。以下、このような第1ロック機構について説明する。
 トルク伝達用連結具70の被取付部80において、差込部82の周りには、当該差込部82から間隔を空けて設けられた第1リング部材83が配設されている。また、第1リング部材83の周りには第2リング部材84が配設されている。さらに、第2リング部材84の周りには第3リング部材85が配設されている。ここで、第2リング部材84は被取付部80に対して不動に固定されているのに対し、第1リング部材83および第3リング部材85はそれぞれ第2リング部材84に対して回転部材81の軸線方向に沿ってスライド可能となっている。
 より詳細には、図7および図8に示すように、第1リング部材83は、第2リング部材84の内部で回転部材81の軸線方向に沿ってスライド可能となっている。また、第1リング部材83は、バネ83aにより図7や図8における左方向に付勢されるようになっている。なお、第2リング部材84にはボルト84aが取り付けられており、第1リング部材83の図7や図8における左方向の変位はボルト84aの先端部分により制限されるようになっている。
 第3リング部材85は、第2リング部材84の外周面に沿って回転部材81の軸線方向に沿ってスライド可能となっている。また、第3リング部材85は、バネ85aにより図7や図8における左方向に付勢されるようになっている。なお、第2リング部材84の外周面にはストッパ84bが設けられており、第3リング部材85の図7や図8における左方向の変位はストッパ84bにより制限されるようになっている。また、第3リング部材85の外周面には、作業者が当該第3リング部材85をスライドさせるためのフランジ85bが設けられている。
 また、第2リング部材84には、円周方向に間隔を空けて複数の孔(図7や図8では1つの孔のみが図示されている)が形成されており、各孔の内部には長円形断面を有するピン86が収容されている。そして、図7に示すように工具ユニット10とトルク伝達用連結具70とを分離した状態から、トルク伝達用連結具70の差込部82を工具ユニット10の被差込部52に設けられたワンウェイクラッチ54内に差し込んでいくと、工具ユニット10の取付部50に設けられた押込部材51により、第1リング部材83が図7や図8における右方向に押し込まれる。そして、ピン86が、押込部材51の表面に形成された窪み51aと一致すると、ピン86が窪み51a内に押し込まれる。このピン86を窪み51a内に押し込む力は、バネ85aにより図7や図8における左方向に付勢されている第3リング部材85の先端部分にある傾斜面85cがピン86を押すことにより生じる。なお、傾斜面85cはピン86を窪み51aの中に押し込んだ後にピン86を乗り越え、ストッパ84bと衝突する。工具ユニット10に対するトルク伝達用連結具70の連結操作が終了した後の状態が図8に示されている。図8に示すようにピン86が窪み51a内に挿入されることにより、工具ユニット10とトルク伝達用連結具70とが回転部材41の軸線方向に関して固定されるようになる。
 図8に示す連結状態から図7に示す分離状態に移行させるには、第3リング部材85のフランジ85bを持って、第3リング部材85をバネ85aの力に逆らって図7や図8における右方向に移動させる。すると、ピン86が窪み51aから抜け出すことができる状態になる。これに伴い、第1リング部材83がバネ83aの力により工具ユニット10の取付部50に設けられた押込部材51を第2リング部材84の中から図7や図8における左方向に押し出す。これに伴い、窪み51aの内表面である傾斜面がピン86を外側に押し出す。これによりトルク伝達用連結具70の差込部82がワンウェイクラッチ54から抜け出し、図7に示す分離状態になる。なお、図7は、作業者が第3リング部材85のフランジ85bを図7における右方向に移動させようとする力を加えているときの状態を示していることに注意されたい。
 図7乃至図10に示すような工具ユニット10の取付部50およびトルク伝達用連結具70の被取付部80の構成によれば、トルク伝達用連結具70の回転部材81に取り付けられている差込部82がいかなる回転位相となっていても、そのまま工具ユニット10のワンウェイクラッチ54内に差し込むことができる。通常、回転軸同士の動力伝達可能な連結は、キーおよびキー溝等の両回転軸の相対回転を禁止する構造を介して行わなければならないため、両回転軸の回転位相を一致させる作業が必要である。これに対し、本実施の形態の油圧作動装置ではワンウェイクラッチ54を用いることにより回転位相合わせの作業が不必要となっている。このため、工具ユニット10に対するトルク伝達用連結具70の連結作業を大幅に簡略化することができる。
 なお、本実施の形態の油圧作動装置で用いることができるワンウェイクラッチ54は、(a)ニードル54aが差込部82の外周面に直接接触するタイプ(すなわち、差込部82の外周面に直接接触する内レースを有しないタイプ)であること、(b)ニードル54aがバネ54eにより付勢されていて、差込部82をワンウェイクラッチ54内に挿入していったときにニードル54aが差込部82の挿入を妨害しないように逃げてくれて、かつ、バネ54eの弾性力により、ニードル54aが逃げたときにもニードル54aと差込部82の外周面との接触が失われないこと、という2つの条件を満たしている。
 なお、上記の条件(a)に関して、ワンウェイクラッチ54が差込部82と接触する内レースを有しているとしたならば、差込部82と内レースとの間にトルク伝達結合を形成するために、キーおよびキー溝の結合や、かみ合い結合等を形成しなければならず、この場合にはトルク伝達用連結具70の差込部82と工具ユニット10の被差込部52との回転位相合わせを行う必要がある。
 また、本実施の形態では、ニードル54aを有するワンウェイクラッチ54の代わりに、ボールを用いたワンウェイクラッチが使用されてもよい。また、本実施の形態では油圧ポンプ40を駆動するための回転方向と逆方向に回転部材41を滑らかに転動(空転)させる必要はないため、スプラグを用いたワンウェイクラッチを使用することもできる。これらのワンウェイクラッチも、上記の条件(a)(b)を満たしている(この場合、上記の条件(a)(b)におけるニードル54aを、ボールまたはスプラグと読み替える)。
 また、ワンウェイクラッチ54を工具ユニット10の回転部材41の軸端に取り付けられた被差込部52に設けられることに代えて、トルク伝達用連結具70の回転部材81の軸端にワンウェイクラッチを設けてもよい。この場合には、トルク伝達用連結具70の回転部材81の先端部にワンウェイクラッチを取り付けるための孔が形成され、工具ユニット10の回転部材41の軸端にはワンウェイクラッチ内に挿入される差込部が設けられるようになる。
 また、本実施の形態の油圧作動装置では、トルク伝達用連結具70におけるシャフト74の他端に設けられた取付部90は、工具ユニット10の取付部50と略同一の構成となっている。また、駆動ユニット60に設けられた被取付部69は、トルク伝達用連結具70の被取付部80と略同一の構成となっている。具体的には、図1、図2および図5に示すように、駆動ユニット60の被取付部80において、モータ62により回転させられる回転軸62aの先端部分には差込部68が取り付けられている。また、図6に示すように、トルク伝達用連結具70の取付部90において、シャフト74には回転部材91が取り付けられており、この回転部材91の先端部分には、駆動ユニット60の差込部68が差し込まれる円筒形の被差込部94が取り付けられている。そして、被差込部94に設けられた孔の内部には、駆動ユニット60の差込部68が挿入されるワンウェイクラッチ96(第2ワンウェイクラッチ)が取り付けられている。ここで、ワンウェイクラッチ96の構成は、図10に示すワンウェイクラッチ54の構成と略同一となっている。本実施の形態では、このような取付部90により、シャフト74の軸線方向に沿ってトルク伝達用連結具70が駆動ユニット60に着脱可能となる第2着脱機構が構成されている。
 また、本実施の形態の油圧作動装置には、駆動ユニット60の差込部68がトルク伝達用連結具70のワンウェイクラッチ96内に受け入れられた状態を維持するために、駆動ユニット60とトルク伝達用連結具70とを回転軸62aの軸線方向に関して固定する第2ロック機構が設けられている。ここで、第2ロック機構は第1ロック機構と略同一の構成となっている。すなわち、トルク伝達用連結具70の取付部90には、工具ユニット10の取付部50に設けられている押込部材51と略同一の構成の押込部材92が設けられている。また、駆動ユニット60の被取付部69には、トルク伝達用連結具70の被取付部80に設けられている各リング部材83、84、85と略同一の構成の各リング部材が設けられている。このことにより、駆動ユニット60とトルク伝達用連結具70とを回転軸62aの軸線方向に関して固定することができるようになる。
 また、本実施の形態では、ワンウェイクラッチ96として、ニードルを有するものの代わりに、ボールを用いたものが使用されてもよい。また、本実施の形態では油圧ポンプ40を駆動するための回転方向と逆方向に回転部材91を滑らかに転動(空転)させる必要はないため、ワンウェイクラッチ96としてスプラグを用いたものを使用することもできる。
 また、ワンウェイクラッチ96をトルク伝達用連結具70の回転部材91の軸端に取り付けられた被差込部94に設けられることに代えて、駆動ユニット60の回転軸62aの軸端にワンウェイクラッチを設けてもよい。この場合、駆動ユニット60の回転軸62aの先端部にワンウェイクラッチを取り付けるための孔が形成され、トルク伝達用連結具70の回転部材91の軸端にはワンウェイクラッチ内に挿入される差込部が設けられるようになる。
 また、本実施の形態の油圧作動装置では、上述したように、トルク伝達用連結具70の取付部90が、工具ユニット10の取付部50と略同一の構成となっており、また、駆動ユニット60の被取付部69が、トルク伝達用連結具70の被取付部80と略同一の構成となっているため、トルク伝達用連結具70を用いないで工具ユニット10の取付部50を駆動ユニット60の被取付部69に直接取り付けることができるようになる。すなわち、工具ユニット10と駆動ユニット60とを直接連結させた状態で油圧作動装置を使用することができるようになる。
 次に、本実施の形態による油圧作動装置の動作について説明する。まず、本実施の形態による油圧作動装置を使用しようとする作業者は、工具ユニット10、駆動ユニット60およびトルク伝達用連結具70が互いに分離された状態でこれらのユニット等をレスキュー等の現場に運搬する。そして、作業者は最初に工具ユニット10における工具30の各ブレード32の先端部を扉等の対象物の小さな隙間に挿入する。次に、作業者は、工具ユニット10の取付部50における被差込部52に設けられたワンウェイクラッチ54内に、トルク伝達用連結具70の被取付部80における差込部82を差し込む。このことにより、図8に示すように、工具ユニット10の取付部50がトルク伝達用連結具70の被取付部80に取り付けられるようになる。また、作業者は、トルク伝達用連結具70の取付部90における被差込部94に設けられたワンウェイクラッチ96内に、駆動ユニット60の被取付部69における差込部68を差し込む。このことにより、トルク伝達用連結具70の取付部90が駆動ユニット60の被取付部69に取り付けられるようになる。
 このようにして、図1に示すようにトルク伝達用連結具70を介して工具ユニット10と駆動ユニット60とが連結された後、図1乃至図3に示すような芯体48aの状態から切換バルブ48を90°回転させる。その後、駆動ユニット60の把持部65を作業者が把持し、この作業者の指によりスイッチ66を操作すると、モータ62が作動するようになり、当該モータ62により回転軸62aが回転する。また、駆動ユニット60の回転軸62aの先端部分に取り付けられた差込部68がトルク伝達用連結具70のワンウェイクラッチ96内に受け入れられているため、駆動ユニット60の回転軸62aが回転するとトルク伝達用連結具70の棒状のシャフト74や各回転部材81、91も同方向に回転するようになる。さらに、トルク伝達用連結具70の回転部材81の先端部分に取り付けられた差込部82が工具ユニット10のワンウェイクラッチ54内に受け入れられているため、トルク伝達用連結具70の回転部材81が回転すると工具ユニット10の回転部材41も同方向に回転するようになる。このようにして回転部材41が回転すると、当該回転部材41の先端に取り付けられた偏心部42およびベアリング42aが回転部材41の軸線に対して偏心回転運動することによりピストン43が上下運動し、油室49から第1油室45に向かって圧油が送られ、工具30が作動するようになる。具体的には、ピストンロッド38が図3や図4における左方向に押動されることにより、一対のブレード32が開くようになる。
 レスキュー等の現場において本実施の形態による油圧作動装置の使用が終了すると、作業者は切換バルブ48を90°回転させることにより芯体48aを図1乃至図3に示す状態に戻す。その後、駆動ユニット60の把持部65を作業者が把持し、この作業者の指によりスイッチ66を操作すると、モータ62が作動するようになり、工具ユニット10の回転部材41も回転するようになる。このようにして回転部材41が回転すると、偏心部42およびベアリング42aが回転部材41の軸線に対して偏心回転運動することによりピストン43が上下運動し、油室49から第2油室46に向かって圧油が送られる。このことにより、ピストンロッド38が図3や図4における右方向に押動されることにより、一対のブレード32が閉じるようになる。その後、作業者は工具ユニット10からトルク伝達用連結具70を取り外すとともにトルク伝達用連結具70から駆動ユニット60を取り外す。このようにして、使用後の油圧作動装置の各ユニット等を分離した状態で運搬することができるようになる。
 以上のような構成からなる本実施の形態の油圧作動装置によれば、トルク伝達用連結具70は、一端が工具ユニット10に着脱自在となっているとともに他端が駆動ユニット60に着脱自在となっており、駆動ユニット60により発生した回転トルクを工具ユニット10の回転部材41に伝達するようになっている。また、トルク伝達用連結具70は、可撓性を有する棒状のシャフト74およびシャフト74を覆う保護カバー72を有しており、シャフト74が保護カバー72内で回転することによって駆動ユニット60により発生した回転トルクが工具ユニット10の回転部材41に伝達されるようになっている。このような油圧作動装置によれば、レスキュー等の現場における狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所に工具ユニット10のみを設置するとともに、駆動ユニット60を狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所から離れた場所に設置し、工具ユニット10から離れた場所からトルク伝達用連結具70により当該工具ユニット10を遠隔操作することができるため、本実施の形態による油圧作動装置を狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所で使用することができるようになる。
 なお、本発明による油圧作動装置は、上述したような態様に限定されることはなく、様々な変更を加えることができる。
 例えば、工具ユニット10に設けられるポンプは図示されたものに限定されることはない。ワンウェイクラッチ54、96を使用する場合にはポンプの逆転は不可能となるものの、ポンプのある構成部材を回転駆動させることにより圧油を送り出すように構成された任意の形式のポンプを工具ユニット10に組み込むことが可能である。
 また、工具ユニット10とトルク伝達用連結具70との間の連結や、トルク伝達用連結具70と駆動ユニット60の間の連結は、一方のユニット等に設けられた差込部を他方のユニット等に設けられたワンウェイクラッチ内に挿入するような構成のものに限定されることはない。工具ユニット10とトルク伝達用連結具70との間の連結方法や、トルク伝達用連結具70と駆動ユニット60の間の連結方法として、ワンウェイクラッチを用いる方法以外の任意の方法を用いることができる。

Claims (9)

  1.  回転部材を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプおよび前記油圧ポンプにより発生した圧油により作動する工具を有する工具ユニットと、
     回転トルクを発生させる駆動ユニットと、
     一端が前記工具ユニットに着脱自在となっているとともに他端が前記駆動ユニットに着脱自在となっており、前記駆動ユニットにより発生した回転トルクを前記工具ユニットの前記回転部材に伝達するためのトルク伝達用連結具と、
     を備えた、油圧作動装置。
  2.  前記トルク伝達用連結具は、可撓性を有する棒状のシャフトおよび前記シャフトを覆うカバーを有しており、前記シャフトが前記カバー内で回転することによって前記駆動ユニットにより発生した回転トルクが前記工具ユニットの前記回転部材に伝達されるようになっており、
     前記トルク伝達用連結具の一端には前記シャフトの軸線方向に沿って前記工具ユニットに着脱可能となる第1着脱機構が設けられており、前記トルク伝達用連結具の他端には前記シャフトの軸線方向に沿って前記駆動ユニットに着脱可能となる第2着脱機構が設けられている、請求項1記載の油圧作動装置。
  3.  前記工具ユニットの前記回転部材および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に、他方の軸端を受け入れることができる第1ワンウェイクラッチが設けられており、
     前記第1ワンウェイクラッチは、前記他方の軸端が受け入れられたときに、前記他方の軸端と直接接触するばね付勢されたローラ、ボールまたはスプラグを有している、請求項2記載の油圧作動装置。
  4.  前記工具ユニットの前記回転部材および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に他方の軸端が受け入れられている状態を維持するための、前記工具ユニットと前記トルク伝達用連結具とを前記回転部材の軸線方向に固定する第1ロック機構が前記工具ユニットまたは前記トルク伝達用連結具に設けられている、請求項3記載の油圧作動装置。
  5.  前記駆動ユニットは、モータおよび前記モータによって回転させられる回転軸を有しており、
     前記駆動ユニットの前記回転軸および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に、他方の軸端を受け入れることができる第2ワンウェイクラッチが設けられており、
     前記第2ワンウェイクラッチは、前記他方の軸端が受け入れられたときに、前記他方の軸端と直接接触するばね付勢されたローラ、ボールまたはスプラグを有している、請求項2乃至4のいずれか一項に記載の油圧作動装置。
  6.  前記駆動ユニットの前記回転軸および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に他方の軸端が受け入れられている状態を維持するための、前記駆動ユニットと前記トルク伝達用連結具とを前記回転軸の軸線方向に固定する第2ロック機構が前記駆動ユニットまたは前記トルク伝達用連結具に設けられている、請求項5記載の油圧作動装置。
  7.  前記トルク伝達用連結具における前記シャフトの材料は金属である、請求項2乃至6のいずれか一項に記載の油圧作動装置。
  8.  回転部材を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプおよび前記油圧ポンプにより発生した圧油により作動する工具を有する工具ユニットと、回転トルクを発生させる駆動ユニットとを連結するためのトルク伝達用連結具であって、
     可撓性を有する棒状のシャフトと、
     前記シャフトを覆うカバーと、
     を備え、
     前記シャフトが前記カバー内で回転することによって前記駆動ユニットにより発生した回転トルクが前記工具ユニットの前記回転部材に伝達されるようになっている、トルク伝達用連結具。
  9.  前記シャフトの軸線方向に沿って前記工具ユニットに着脱可能となる第1着脱機構が一端に設けられており、前記シャフトの軸線方向に沿って前記駆動ユニットに着脱可能となる第2着脱機構が他端に設けられている、請求項8記載のトルク伝達用連結具。
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